FR2699122A1 - Method for adjusting the pressure of the tires of a vehicle. - Google Patents
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Abstract
Procédé d'ajustement de la pression des pneumatiques d'un véhicule équipé d'une installation centralisée de gonflage qui connecte successivement chaque pneumatique à la source d'air comprimé par une canalisation, un joint tournant et une valve d'isolation de type différentiel, puis ferme l'arrivée d'air comprimé après un temps très court, et répète ces opérations de manière itérative. Suivant l'invention, à une valeur de la durée du temps très court correspond une valeur de la pression de consigne.Method of adjusting the pressure of the tires of a vehicle equipped with a centralized inflation installation which successively connects each tire to the source of compressed air by a pipe, a rotating joint and a differential type isolation valve, then closes the compressed air supply after a very short time, and repeats these operations iteratively. According to the invention, a value of the duration of the very short time corresponds to a value of the setpoint pressure.
Description
La présente invention a pour objet un procédé d'ajustement de la pression des pneumatiques d'un véhicule ; elle concerne plus précisément les véhicules équipés d'une installation centralisée de gonflage pouvant fonctionner même pendant l'utilisation du véhicule, et elle permet d'éviter l'emploi du mode gonflage ou dégonflage habituel.The subject of the present invention is a method for adjusting the pressure of the tires of a vehicle; it relates more precisely to vehicles fitted with a centralized inflation system which can operate even during use of the vehicle, and it makes it possible to avoid the use of the usual inflation or deflation mode.
On sait que la pression de gonflage optimale des pneumatiques dépend des conditions d'utilisation du véhicule et notamment la charge et la vitesse ainsi que la nature du sol . C'est pourquoi on a développé des systèmes capables de modifier la pression même en cours de roulage pour qu'elle ait toujours cette valeur optimale ; ces systèmes comprennent une source ou une réserve d'air comprimé installée à bord du véhicule, des canalisations reliant cette source aux pneumatiques par l'intermédiaire de joints tournants et un sélecteur permettant de connecter la source à chacun des pneumatiques on peut citer les brevets FR 884 598 et EP 297 837.It is known that the optimal inflation pressure of tires depends on the conditions of use of the vehicle and in particular the load and speed as well as the nature of the ground. This is why we have developed systems capable of modifying the pressure even during driving so that it always has this optimal value; these systems include a source or a reserve of compressed air installed on board the vehicle, pipes connecting this source to the tires by means of rotary joints and a selector making it possible to connect the source to each of the tires. 884,598 and EP 297,837.
Le mode habituel de fonctionnement de ces installations consiste à mesurer périodiquement la pression de chaque pneumatique et à la corriger, le cas échéant, par gonflage ou dégonflage du pneumatique considéré.The usual mode of operation of these installations consists in periodically measuring the pressure of each tire and correcting it, if necessary, by inflating or deflating the tire in question.
Lorsqu'on utilise des valves à double effet, comme celle qui est décrite dans le brevet FR 884 598 par exemple, appelée ci-après valve d'isolation, on peut ouvrir la valve usuelle à l'aide d'un piston agissant sur cette dernière et actionné par l'air comprimé ; grâce au fonctionnement différentiel de ce piston - qui comporte deux faces de sections différentes il est possible de maintenir la valve ouverte même si la pression de commande est un peu inférieure à la pression interne du pneumatique.When double-acting valves are used, such as that described in patent FR 884 598 for example, hereinafter called isolation valve, the usual valve can be opened using a piston acting on this last and actuated by compressed air; thanks to the differential operation of this piston - which has two faces of different sections it is possible to keep the valve open even if the control pressure is a little lower than the internal pressure of the tire.
Pour contrôler la pression de chaque pneumatique, on le connecte à la source d'air comprimé, ce qui a pour effet d'ouvrir la valve, on isole la canalisation d'alimentation en air pour mesurer la pression. On peut alors procéder au gonflage ou au dégonflage si nécessaire. Puis on vide la canalisation à l'atmosphère, ce qui a pour effet de refermer la valve.To control the pressure of each tire, it is connected to the source of compressed air, which has the effect of opening the valve, the air supply pipe is isolated to measure the pressure. You can then inflate or deflate if necessary. Then the pipe is emptied into the atmosphere, which has the effect of closing the valve.
On voit que ces opérations sont discontinues et donc relativement longues ; de plus, il arrive que les joints tournants situés entre la valve de chaque pneumatique et le réservoir d'air comprimé, et qui sont donc soumis à une pression comprise entre celle des pneumatiques et celle de l'air comprimé, s'échauffent dangereusement ; cela est particulièrement critique dans le cas des poids lourds où la pression de gonflage est de l'ordre de 8 ou 9 bar.We see that these operations are discontinuous and therefore relatively long; in addition, it happens that the rotary joints located between the valve of each tire and the compressed air tank, and which are therefore subjected to a pressure between that of the tires and that of the compressed air, become dangerously hot; this is particularly critical in the case of heavy goods vehicles where the inflation pressure is of the order of 8 or 9 bar.
Or la demanderesse a constaté avec surprise quer quelle que soit la pression initiale d'un pneumatique, si on contrôle un certain nombre de fois cette pression en connectant le pneumatique à la source d'air comprimé pendant des temps très courts d'égales durées ti, la pression tend finalement vers une valeur pi qui ne dépend que de cette durée ti.Now the Applicant has noted with surprise that whatever the initial pressure of a tire, if this pressure is checked a number of times by connecting the tire to the source of compressed air for very short times of equal durations ti , the pressure finally tends towards a value pi which only depends on this duration ti.
Conformément à l'invention, un procédé d'ajustement de la pression des pneumatiques d'un véhicule équipé d'une installation centralisée de gonflage comprenant une source d'air comprimé, un sélecteur, des canalisations et un joint tournant sur chaque roue, ledit procédé consistant en ce que, successivement pour chaque pneumatique, le sélecteur connecte la source d'air comprimé au pneumatique par l'intermédiaire de la canalisation et du joint tournant concernés, ce qui a pour effet d'ouvrir la valve d'isolation, après un temps très court ferme l'arrivée d'air comprimé à la canalisation, puis effectue la mesure de la pression qui est devenue la même dans le pneumatique et dans la canalisation, et enfin évacue ladite canalisation à l'atmosphère, ce qui a pour effet de refermer la valve , est caractérisé en ce que la durée dudit temps très court est déterminée en fonction de la pression de consigne à obtenir dans le pneumatique concerné, et en ce que l'opération est répétée au moins jusqu'à l'obtention de ladite pression de consigne.According to the invention, a method of adjusting the pressure of the tires of a vehicle equipped with a centralized inflation installation comprising a source of compressed air, a selector, pipes and a rotating joint on each wheel, said process consisting in that, successively for each tire, the selector connects the source of compressed air to the tire via the pipe and the rotary joint concerned, which has the effect of opening the isolation valve, after a very short time closes the arrival of compressed air in the pipe, then performs the measurement of the pressure which has become the same in the tire and in the pipe, and finally discharges said pipe to the atmosphere, which has for effect of closing the valve, is characterized in that the duration of said very short time is determined as a function of the set pressure to be obtained in the tire concerned, and in that the ope ration is repeated at least until said set pressure is obtained.
Ce mode opératoire de type itératif peut avantageusement se poursuivre continuellement pendant l'utilisation du véhicule puisque, quand la pression a été obtenue, elle reste maintenue en permanence.This iterative type procedure can advantageously continue continuously during the use of the vehicle since, when the pressure has been obtained, it remains permanently maintained.
Bien entendu, ce mode itératif n'exclut pas les autres ; par exemple, si le conducteur veut augmenter la pression de consigne d'une quantité importante, il peut utiliser le mode gonflage habituel ou un mode intermédiaire procédant par variations successives, avant d'ajuster finalement la nouvelle pression conformémment à l'invention. Dans ce cas-là, même si la pression a dépassé la valeur de consigne, grâce à l'invention, elle y reviendra finalement.Of course, this iterative mode does not exclude the others; for example, if the driver wants to increase the set pressure by a significant amount, he can use the usual inflation mode or an intermediate mode proceeding by successive variations, before finally adjusting the new pressure in accordance with the invention. In this case, even if the pressure has exceeded the set value, thanks to the invention, it will eventually return to it.
Dans une variante avantageuse de l'invention, les opérations d'ajustement de pression se font de manière séquentielle sur la totalité ou sur une partie des pneumatiques, par exemple les pneumatiques du tracteur puis ceux de la remorque.In an advantageous variant of the invention, the pressure adjustment operations are carried out sequentially on all or part of the tires, for example the tires of the tractor then those of the trailer.
Dans une autre variante, on peut utiliser la roue de secours comme réserve d'air comprimé.In another variant, the spare wheel can be used as a reserve of compressed air.
Le procédé d'ajustement de pression suivant l'invention apporte des avantages substantiels : d'abord, il permet d'ajuster la pression dans les différents pneumatiques d'un véhicule d'une façon continuelle, progressive et équilibrée, au lieu d'agir de manière discontinue, et cela améliore beaucoup la sécurité et le confort ; ensuite, l'invention évite ou réduit considérablement l'échauffement des joints tournants, ce qui augmente leur durée de vie et réduit les frais de maintenance ; enfin, il est possible de simplifier et d'alléger l'installation embarquée, et par conséquent d'augmenter la charge utile du véhicule.The pressure adjustment method according to the invention provides substantial advantages: first, it makes it possible to adjust the pressure in the various tires of a vehicle in a continuous, progressive and balanced manner, instead of acting discontinuously, and this greatly improves safety and comfort; then, the invention considerably avoids or reduces the heating of the rotary joints, which increases their service life and reduces the maintenance costs; finally, it is possible to simplify and lighten the on-board installation, and consequently to increase the payload of the vehicle.
On va décrire un exemple de mise en oeuvre de l'invention donné à titre non limitatif, en se référant au dessin annexé sur lequel
La fig. 1 est un schéma fonctionnel d'une installation pour un véhicule léger
Les fig. 2 et Fig. 3 sont des relevés de mesures qui illustrent le principe de l'invention
La fig. 4 est un diagramme des différents modes de réglage de la pression
On voit sur la Fig. 1, les quatre valves VA, VB, VC et VD desquatre pneumatiques (non représentés) montés sur un véhicule léger. Ces valves, du type bidirectionnel, ou à commande différentielle, comme celles qui sont décrites dans le brevet FR 884 598 déja cité, sont actionnées par les électrovannes EVA, EVB, EVC et EVD normalement ouvertes.Les quatre canalisations sont raccordées sur un tronc commun auquel sont également raccordées les électrovannes de gonflage EVGF et de dégonflage EVDG normalement fermées, l'électrovanne d'échappement à l'atmosphère EVE normalement ouverte et un contrôleur de pression CP1.We will describe an example of implementation of the invention given without limitation, with reference to the accompanying drawing on which
Fig. 1 is a functional diagram of an installation for a light vehicle
Figs. 2 and Fig. 3 are readings of measurements which illustrate the principle of the invention
Fig. 4 is a diagram of the different modes of pressure adjustment
We see in Fig. 1, the four pneumatic valves VA, VB, VC and VD (not shown) mounted on a light vehicle. These valves, of the bidirectional type, or with differential control, like those described in the patent FR 884 598 already cited, are actuated by the solenoid valves EVA, EVB, EVC and EVD normally open. The four pipes are connected on a common trunk which are also connected to the EVGF inflation and EVDG deflating solenoid valves normally closed, the normally open EVE atmospheric exhaust valve and a pressure controller CP1.
L'électrovanne de dégonflage EVDG ouvre sur une fuite calibrée 1 tandis que l'électrovanne de gonflage EVGF est branchée d'une part à la source d'air comprimé - compresseur 2, clapet de non-retour 3 et électrovanne de mise à l'air libre EVZ - et d'autre part à une réserve d'air comprimé 4 (un quart de litre à 5 bar par exemple). The EVDG deflation solenoid valve opens on a calibrated leak 1 while the EVGF inflation solenoid valve is connected on the one hand to the compressed air source - compressor 2, non-return valve 3 and activation solenoid valve. free air EVZ - and on the other hand to a reserve of compressed air 4 (a quarter of a liter at 5 bar for example).
Les cycles de fonctionnement habituels connus sont les suivants - gonflage du pneumatique A : EVA ouverte ; EVB, EVC et EVD
fermées ; EVE et EVDG fermées ; EVGF ouverte.The usual known operating cycles are as follows: inflation of tire A: open EVA; EVB, EVC and EVD
closed; EVE and EVDG closed; EVGF open.
- dégonflage du pneumatique A : EVA ouverte ; EVE, EVC et EVD
fermées ; EVE fermée, EVGF ouverte pendant une fraction de
seconde (pour ouvrir la valve VA), EVDG ouverte.- deflation of tire A: open EVA; EVE, EVC and EVD
closed; EVE closed, EVGF open for a fraction of
second (to open the VA valve), EVDG open.
- contrôle de pression du pneumatique A : EVA ouverte ; EVB,
EVC et EVD fermées ; EVE fermée ; EVGF ouverte pendant une
fraction de seconde (pour ouvrir la valve VA) ; EVDG
fermée ; puis EVE ouverte.- tire pressure control A: open EVA; EVB,
EVC and EVD closed; EVE closed; EVGF open for one
fraction of a second (to open the VA valve); EVDG
closed; then open EVE.
Suivant l'invention, c'est cette dernière séquence (contrôle de pression) qui est répétée successivement et séquentiellement pour les quatre pneumatiques A, B, C, D, A,
B, C, D, A, ... avec un temps ti d'ouverture de EVGF qui est déterminé suivant la pression de consigne fixée pour chaque pneumatique.According to the invention, it is this last sequence (pressure control) which is repeated successively and sequentially for the four tires A, B, C, D, A,
B, C, D, A, ... with an opening time ti of EVGF which is determined according to the set pressure set for each tire.
Un cycle complet, c'est-à-dire une action sur chacun des quatre pneumatiques, peut être effectué en quatre secondes avec des durées d'ouverture de EVGF d'un dixième de seconde à chaque fois (et donc la même pression de consigne pour les quatre pneumatiques, dans cet exemple). Notons que la pression de consigne pi ne dépend que de ti si la pression de la source d'air comprimé reste constante, ce qui est supposé être le cas. A complete cycle, i.e. an action on each of the four tires, can be carried out in four seconds with EVGF opening times of one tenth of a second each time (and therefore the same set pressure for the four tires, in this example). Note that the set pressure pi only depends on ti if the pressure of the compressed air source remains constant, which is assumed to be the case.
On voit sur la Fig. 2 les relevés de mesure de pression faits sur un pneumatique de dimension 225/50 ZR 16, gonflé initialement à 2,4 bar, puis 2,7 bar, puis 2,9 bar et enfin 3,2 bar, auquel on applique le procédé de l'invention avec des impulsions de durée constante (0,2 seconde) ; on constate que, dans tous les cas, la pression finale est la même, soit 2,6 bar.We see in Fig. 2 the pressure measurement readings made on a tire of size 225/50 ZR 16, initially inflated to 2.4 bar, then 2.7 bar, then 2.9 bar and finally 3.2 bar, to which the method is applied of the invention with pulses of constant duration (0.2 seconds); it can be seen that, in all cases, the final pressure is the same, ie 2.6 bar.
La Fig. 3 illustre la suite du processus dans le cas où les opérations d'ajustement de pression se poursuivent continuellement pendant l'utilisation du véhicule lorsqu'une pression de consigne a été obtenue par le procédé de l'invention, elle reste maintenue en permanence ; ici, on a quatre valeurs de consigne différentes (2,4 - 2,7 - 2,9 et 3,2 bar) correspondant à quatre durées bien définies du temps très court : 0,105 - 0,150 - 0,180 et 0,225 seconde.Fig. 3 illustrates the continuation of the process in the case where the pressure adjustment operations continue continuously during the use of the vehicle when a set pressure has been obtained by the method of the invention, it remains permanently maintained; here, we have four different setpoints (2.4 - 2.7 - 2.9 and 3.2 bar) corresponding to four well-defined durations of the very short time: 0.105 - 0.150 - 0.180 and 0.225 seconds.
Enfin, la Fig. 4 permet de montrer les différentes manières de passer d'une valeur de consigne P1 à une valeur supérieure
P2 : le mode gonflage habituel AB, le mode de contrôle itératif conforme à l'invention AC, et un mode intermédiaire
AD qu'on peut appeler correctif-adaptatif qui procède ici par trois variations successives AE, EF et FD. On peut utiliser les modes AB ou AE-EF-FD lorsque la différence entre la pression de consigne et la pression mesurée est trop importante, supérieure à une valeur choisie.Finally, FIG. 4 shows the different ways to go from a setpoint P1 to a higher value
P2: the usual inflation mode AB, the iterative control mode according to the invention AC, and an intermediate mode
AD which one can call corrective-adaptive which proceeds here by three successive variations AE, EF and FD. The AB or AE-EF-FD modes can be used when the difference between the set pressure and the measured pressure is too large, greater than a selected value.
En résumé, quand on connecte le pneumatique avec la source d'air comprimé pendant un temps très court de durée ti, la valve s'ouvre et une petite quantité d'air qE entre dans le pneumatique ; inversement, lorsqu'on évacue la canalisation à l'atmosphère et que la valve se referme, une petite quantité d'air qS sort du pneumatique ; si les deux quantités qE et qS sont égaIes, la pression du pneumatique ne change pas ; mais l'effet surprenant est que, si les deux quantités sont différentes, par exemple qE plus grande que qS, et que l'on maintient une durée ti constante, la pression du pneumatique va augmenter à chaque opération jusqu a une pression pi qui ne variera plus et qui ne dépend que de la valeur de ti. In summary, when the tire is connected to the compressed air source for a very short time ti, the valve opens and a small amount of air qE enters the tire; conversely, when the pipe is evacuated to the atmosphere and the valve closes, a small amount of air qS leaves the tire; if the two quantities qE and qS are equal, the tire pressure does not change; but the surprising effect is that, if the two quantities are different, for example qE greater than qS, and a duration ti is maintained constant, the tire pressure will increase with each operation until a pressure pi which does not will vary more and which only depends on the value of ti.
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